ПОКРАЩЕННЯ ТЕХНІКО-ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГІЛЬЗ ГІДРОЦИЛІНДРІВ АВТОМОБІЛЬНО-ТРАКТОРНОЇ ТЕХНІКИ ШЛЯХОМ ЗАСТОСУВАННЯ ТЕРМОМЕХАНІЧНОГО ЗМІЦНЕННЯ ДЛЯ УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ЇХ ВІДНОВЛЕННЯ

Анотація

На основі методів інженерії досягнуто покращення техніко-експлуатаційних характеристик гідроциліндрів автомобільно-тракторної техніки застосувавши комбіновану технологію термомеханічного зміцнення робочої поверхні гільзи гідроциліндра. Проведений аналіз традиційних технологій дозволив визначити їхні обмеження та обґрунтувати напрями вдосконалення. Запропонований процес поєднує нагрівання, деформуюче механічне накатування та температурний відпуск, для реалізації яких підібрано відповідне обладнання й інструмент. Експериментальні дослідження підтвердили ефективність розроблених рішень: визначено температуру деформації (Тдеф), ступінь деформації (λ) та температуру відпуску (Твідп) поверхні, розподіл твердості за товщиною стінки, а після обкатки – величину зносу. Оптимальними режимами термомеханічного зміцнення слід приймати: температуру деформації 850–880 ºC, ступінь деформації 14–18 % та температуру відпуску 170–240 °C. Запропонована технологія порівняно з промисловим виробництвом забезпечує: – збереження твердості на рівні 42–50 HRC при більш ніж дворазовому підвищенні пластичності; – збільшення глибини зміцненого шару в 1,25 рази, що дозволяє проводити ремонт за ремонтними розмірами; – зниження напруженості поверхневого шару у 4–10 разів; – підвищення стабільності механічних властивостей, підтверджене зменшенням коефіцієнтів варіації твердості у 1,6–1,7 рази та пластичності – у 1,8–2,3 рази. Порівняльний аналіз показав суттєві переваги нової технології, зокрема зростання продуктивності обробки до 4 разів, зменшення витрат на інструмент утричі та загальне здешевлення процесу відновлення гільз гідроциліндрів. Встановлено, що застосування запропонованої технології забезпечує зміцнення поверхневого шару на глибину до 0,25 мм і досягнення шорсткості, наближеної до експлуатаційної. Метою досліджень є підвищення довговічності та надійності гільз гідроциліндрів за рахунок застосування термомеханічного зміцнення, що сприятиме вдосконаленню процесів відновлення гідравлічних систем автомобільно-тракторної техніки. Об’єкт дослідження: гільза гідроциліндра автомобільно-тракторної техніки, яка зазнає зношування в умовах експлуатації та підлягає відновленню з використанням технологій зміцнення. Предмет дослідження: процеси термомеханічного зміцнення робочої поверхні гільзи гідроциліндра, що впливають на їх довговічність, надійність та ремонтопридатність. Методи досліджень. Дослідження базувалися на використанні методів фізичного та математичного моделювання реального вузла тертя, а також методів математичної статистики при обробці та аналізі експериментальних даних, отриманих під час проведення лабораторних випробувань. Для вивчення змін структури та визначення глибини зміцненого шару використані металографічний метод та метод вимірювання твердості. Адекватність математичної моделі та достовірність результатів досліджень підтверджується задовільною збіжністю даних, отриманих за теоретичних розрахунків, з результатами експериментальних досліджень. Експериментальні дослідження проведено в лабораторних і виробничих умовах із використанням модельних зразків, методів планування експерименту та математичної статистики. У результаті досліджень науково обґрунтовано та експериментально підтверджено можливість удосконалення технології ремонту гільз гідроциліндрів автомобільно-тракторної техніки за рахунок застосування термомеханічного зміцнення їх робочої поверхні, що виготовляються із вуглецевих сталей, термомеханічним зміцненням робочої поверхні (порівняно з промисловим зразками).